相对厚度变化下双层软黏土地基固结特性研究

采用改装的固结仪,针对吹填场区特有的双层软黏土地基,开展了固结特性试验研究,探讨了土层相对厚度变化对地基变形特性的影响规律。试验结果表明:单层软黏土的变形随试样厚度的增加而增大,双层软黏土的变形与试样厚度比呈明显的正相关关系;上层土厚度为2 cm的双层试样与高度为2 cm的单层试样,前者的稳定沉降大于后者,荷载等级较大时,双层试样的沉降曲线分离程度明显大于单层试样;随着厚度比的增大,厚度比变化对双层地基土体变形的影响逐渐减小;压缩指数随单层软黏土厚度的增大而增大,增大幅度不明显;相对于下层试样,上层试样对双层试样的沉降变形影响更大;随着上层压缩性大的土层厚度的增加,双层地基变形增大、固结速率减小。受土体结构性随固结应力变化的影响,不同厚度及厚度比试样,其沉降曲线随固结压力的增大呈“S”型变化。     

双层地基横向荷载下刚性桩的变形研究

为研究双层地基横向荷载下刚性桩的变形,基于桩的刚度无穷大和m法假定,忽略了基础与土之间的粘结力和摩阻力,推导了刚性桩转动中心和转角的计算公式。通过算例与数值分析方法计算结果做了比较,验证了公式的正确性。算例分析表明,当上层土体横向地基系数比例系数小于下层时,刚性桩的转动中心和转角均随着上层土体厚度的增加而增大,随着上层土体m值的增加而减小;上层土体的m值越小,其厚度变化对转动中心和转角的影响越大。上层土体的m值以及土层厚度的变化对刚性桩转角的影响远大于其转动中心。上层土体厚度对刚性桩的变形影响深度约为桩入土深度的0.7倍,影响刚性桩变形的主要是转动中心以上至地面的土体。     

深基坑开挖对临近建筑物浅基础影响分析

为研究深基坑开挖对临近建筑浅基础的影响,采用有限元软件ABAQUS模拟基坑开挖过程,对临近建筑物条形基础的位移与应力变化进行研究。研究表明,基坑开挖会导致建筑物有整体向基坑所在方向倾覆的趋势,基坑开挖深度越大,基础远近两侧的沉降差值越大,倾覆趋势越明显。随着基坑开挖深度的增加,基础的沉降量增大,基底应力增大。随着地连墙刚度的增大,基础的沉降及远近两侧沉降差减小,地连墙刚度较大时,增加刚度的作用就不再明显。地连墙刚度降低,易引起基础底部与基础顶部的不均匀水平位移。     

考虑共同作用时基础厚度改变对基础沉降和内力的影响

利用有限元软件ANSYS14.0建立框架结构-桩筏基础-地基共同作用的整体有限元分析模型。通过改变筏板厚度研究考虑共同作用后筏板沉降和筏板内力变化规律。计算结果表明:随着筏板厚度增加,筏板最大沉降量、最大沉降量增量及整个基础的平均沉降量也随之增加;筏板差异沉降和差异沉降量增量随筏板厚度增加而减小。随着筏板厚度增加,筏板刚度随之增加,弯曲变形减弱,最大拉压应力也随之减小。     

施工过程巨型框架结构、筏基和砂卵石地基共同工作分析

在室内试验的基础上,从上部结构、筏基两方面分析施工过程中巨型框架结构、筏基对砂卵石地基的沉降和应力分布影响,结果表明：上部结构对基础的沉降和内力及地基的反力有较明显的影响,而结构层数的影响是有限的;筏板厚度、混凝土等级的增加使基础的沉降和差异沉降减小;板中应力越大,基底反力向边缘集中,分布越不均匀,正应力增大。     

强度和变形双控条件下基础尺寸的设计及优化

新的地基设计理论提出了依据基底荷载与沉降的p–s曲线,按照强度和变形双控的原则进行基础设计,但不同的基础尺寸其对应的p–s曲线也是不同的,如何依据基底荷载与沉降的p–s曲线确定基础的合理尺寸,以满足地基强度和变形双控的原则,这是一个很具体和有意义的工作。本文基于原位压板试验的p–s曲线反算出土体参数,然后采用切线模量法计算出不同基础宽度的p–s曲线,通过沉降要求和地基强度安全系数要求得到不同尺寸下基础对应的地基承载力,然后根据基底压力确定满足强度和变形要求的最小基础尺寸,并通过案例将该方法与现行规范方法进行比较,说明该方法的合理性。     

公路路基地基承载特性及破坏模式

基于公路路基基底的柔性和荷载分布为梯形的主要特征,采用了关联流动的Mo-hr-Coulomb内切圆屈服准则,通过增量加载的弹塑性有限元方法,着重研究了公路路基地基的承载特性和破坏模式,并与刚性条形基础地基进行了对比分析。研究结果表明,在相同的基底平均应力作用下,公路路基基底中心点相对沉降s/B比刚性条形基础大;公路路基地基的破坏模式主要与内摩擦角和弹性模量有关;明确了公路路基地基塑性变形多从地基中部向坡脚和外侧延伸;提出了公路路基地基承载力特征值的确定方法和修正系数k的值域范围。     

桩承加筋土复合地基试验及稳定研究

通过设计柔性荷载下桩承加筋土复合地基室内模型试验,研究了复合地基在极限柔性荷载作用下的相应沉降规律及桩土应力变化,并探讨分析加筋垫层对地基稳定性影响。试验结果表明:增大垫层厚度,复合地基沉降增大明显,桩身沉降增大,纯砂区沉降增大,不利于复合地基的稳定性;增加土工格栅的层数对于高厚度垫层的复合地基有明显的改善效果,复合地基的沉降减小,桩身沉降增大,纯砂区沉降减小,桩土应力比增大,有利于桩承加筋土复合地基的地基整体稳定性。     

基底宽度对承载力系数N_γ的影响分析

在地基极限承载力计算中,基底宽度对极限承载力产生重要影响。在通用的条形基础承载力计算公式中,Nc和Nq已有真解,此两项与基底宽度无关;而Nγ目前还没有准确的统一解,因此基底宽度对极限承载力的影响就转化为其对Nγ的影响。基于Mohr-Coulomb准则,对不同基底粗糙程度和不同剪胀角情况下的基底宽度对γ–c–φ土地基Nγ的影响进行了弹塑性有限元分析,计算结果与经典的极限平衡法和极限分析法以及多块体上限解的对比证明了本文方法的合理性和有效性。分析结果表明:相比于粗糙基础,基底宽度对光滑基础的Nγ影响更大;相比于关联流动法则,考虑非关联流动法则时基底宽度对Nγ影响更大,剪胀角越小,影响越大。     

黏弹性地基上厚筏基础蠕变沉降的耦合边界元法

采用 Boltzmann 剪切松弛模型和 体积弹性模型组合的黏弹性半空间地基模型,考虑筏板的横向剪切变形效应和柱荷载随时间的变化,在时间增量段 对基底反力进行 Newton 二次插值, 建立了 时间域内 黏弹性地基与厚筏基础相互作用分析的耦合边界元数值方法,并导出了相应的数值计算公式,为分析施工过程以及施工结束后筏板基础 随时间持续发展的沉降和差异沉降以及弯矩和剪力 提供了一种有效的数值计算方法。计算表明,在建筑物施工结束后,随着地基的蠕变,基底反力由基础中间向四周转移,但这种变化并不显著。筏板的沉降、差异沉降和最大弯矩则随地基的蠕变在一个较长时间内显著增加,最终接近于一稳定值。对于蠕变特性明显的地基,设计时应予以重视 。     

顶管施工对条形基础沉降影响分析与地基加固

排水管道顶管施工控制不当,导致老桥条形基础出现不均匀沉降。分析了老桥条形基础的安全性,考虑土体损失对条形基础沉降的影响。采用平面应变有限元模型计算顶管施工引起的条形基础的沉降,并提出了地基加固处理措施。加固后条形基础沉降得到有效控制,保证了原桥梁基础的稳定性。     

西安地区群桩沉降计算方法研究

目前桩基沉降计算尚无法精确反映实际沉降,各方法在不同地区适用性也不尽相同。对较为常用的群桩沉降计算方法进行了分析研究,并结合西安黄土地区工程实例进行对比分析,力求能对西安地区的群桩沉降计算提出一些合理建议。     

碎石桩加固深厚湿陷性黄土地基的试验研究

为明确碎石桩加固深厚湿陷性黄土地基的效果,依托某深厚湿陷性黄土地基处理工程,开展了碎石桩加固地基的系列试验研究。通过多种方式检测了加固后地基土体的物理力学参数、承载能力及沉降变形,并分析其变化规律。试验结果表明:采用碎石桩加固深厚湿陷性黄土地基,桩身的密实度在松软土层较低,在坚硬土层较密实,且相同深度的桩身密实度随桩间距的减小而提升;碎石桩对深度1～3 m内的桩间土有较好的挤密效果,对深度3 m以下土层则无显著影响;碎石桩能有效加固湿陷性黄土地基,可消除地基土湿陷性,经加固后的复合地基承载力特征值可提升56.25 %～152.78 %,压缩模量可提升62.90 %～152.78 %,而地基土的干密度和孔隙比与处理前的平均参考值相比则变化较小;桩间距对地基土体的处理效果有较明显的影响,减小桩间距可降低地基土层的后期沉降量;试验区合理的碎石桩置换率为7 %。研究结果可为碎石桩处理深厚湿陷性黄土地基的工程方案及预期目标的设计提供参考。     

DDC-桩基础联合地基处理技术

以某高层住宅楼地基处理工程为例,介绍了在深厚湿陷性黄土场地上采用DDC工法结合桩基础的地基处理方法。该方法首先采用DDC工法消除地基湿陷性,经检测满足设计要求后,在形成的复合地基上进行桩基础的设计与施工。室内试验结果表明,湿陷性黄土地基经DDC工法处理后其湿陷性基本消除;同时单桩竖向抗压静力载荷试验结果表明,桩基础的承载力与沉降量均达到设计要求,并表现出摩擦桩的特性。     

钻孔灌注桩基础在湿陷性黄土地区的应用研究

通过工程实例介绍了钻孔灌注桩基础在湿陷性黄土场地上的应用,对钻孔灌注桩的单桩竖向极限承载力标准值及桩基沉降进行了计算;给出了钻孔灌注桩的施工工艺流程,为高层建筑在湿陷性黄土地区基础形式的选择提供了一种切实可行的方法。     

条形基础与上部结构,地基的联合受力分析

本文以一六层５跨平面框架为例，用非线性有限元法分析了七种地基条件下，考虑上部结构－条基－地基三部分共同作用时，条基基底反力、沉降和底板弯矩。将得出的弹塑性结果弹性结果相比较。对如何合理地设计条基提供了参考。     

超高层筒中筒结构桩筏基础共同作用现场实测与数值分析

通过对陕西省邮政电信网管中心大楼桩筏基础的沉降观测及反力的部分现场实测结果的分析,利用大型有限元软件ANSYS ,地基土采用弹塑性本构关系,筏板采用中厚板理论,建立了超高层筒中筒结构、桩筏基础和地基土的三维有限元模型,进行了三者在竖向荷载作用下共同作用的非线性数值分析,对黄土地区超高层建筑桩筏基础的沉降、受力和桩土分担比进行了探讨。分析表明:基础沉降、桩土荷载分担比等实测结果与数值分析吻合较好,在黄土地区建设超高层建筑采用超长灌注桩对于减小基础沉降有显著效果;筒体结构对基础刚度贡献的影响范围约为8层;筏板内力分布复杂,与上部结构形式和布桩方式等因素密切相关,且筏板悬挑端部弯矩很大。     

黄土高填方地基沉降变形规律及影响因素分析

为了研究不同侧向约束条件下黄土高填方地基的沉降变形规律及其影响因素,采用有限元软件PLAXIS3D建立了平填型填方地基、贴坡型填方地基以及沟谷型填方地基的数值模型,对高填方地基工后沉降变形规律进行了归纳,并通过灵敏度分析法对黄土高填方地基沉降变形的影响因素进行了敏感性分析; 通过与文献的理论计算结果对比,证明了数值模型的有效性。研究结果表明:不同的侧向约束条件对高填方地基的沉降变形有显著的影响; 侧向约束越强,高填方沉降变形越小,反之亦然,其中平填型填方地基的沉降变形最大,贴坡型填方地基次之,沟谷型填方地基的沉降变形最小,且地形对称分布的沟谷型填方地基变形控制效果优于非对称地形; 随着填土高度和填筑速度的增加,填方地基的工后沉降也会增加; 提高填土的压实度可以显著减小沉降,但改变原位地基处理厚度和沟谷底部宽度对沉降变形的影响相对较小。     

湿陷性黄土地区倾斜建筑物的膨胀法纠偏加固理论分析与实践

湿陷性黄土地区往往由于地基处理不当,造成建筑物地基的不均匀沉降和上部结构的偏移,给建筑物的安全使用带来了很大的安全隐患,通过研究和多项工程实践,在理论分析及工程实践经验的基础上,提出了一种膨胀法纠正湿陷性黄土地区建筑物倾斜的技术,并用孔隙挤密原理推导出了膨胀材料使用量的计算公式,将经验的膨胀材料顶升技术上升到了理论高度,通过多项工程的实践,并运用控制监测技术使膨胀法纠偏和加固地基技术在多项工程中得到了成功的应用,实现了建筑物的纠偏与加固。